基于STM32的RFID公交充值消费系统

1.简介

  基于RFID技术的公交卡充值消费系统,以其高效快速、安全可靠、方便快捷、易于管理和环保节能等特点,为用户带来优质的公交出行体验。通过非接触式的数据读写,该系统实现了快速充值和消费,同时采用先进的加密和防碰撞算法确保数据安全。24小时自助服务为用户提供了极大的便利性,实时跟踪和记录功能则帮助管理者进行数据分析和决策。此外,RFID公交卡减少了物理磨损,延长了使用寿命,并降低了能源消耗,具有显著的环保节能优势。这些特色使得基于RFID的公交卡充值消费系统在现代公共交通领域中具有广泛的应用前景。
  本系统设计选择以Cortex-M3为核心的STM32F103C8作为核心控制器,1.4寸显示屏幕用于扣款信息和乘车信息,设计有充值、消费两个界面。可通过按键输入充值或消费金额。选择RC522射频刷卡模块,IC卡进行模拟消费充值,通过蜂鸣器提示刷卡状态。

  整体功能展示如视频所示:

RFID公交充值消费功能展示

2.背景意义

  随着城市公共交通的快速发展,公交卡作为一种便捷的支付工具,已经广泛应用于人们的日常生活中。然而,传统的公交卡充值消费系统往往存在着操作繁琐、效率低下、安全性不足等问题[1]。为了解决这些问题,提高公交服务的效率和质量,基于RFID技术的公交卡充值消费系统应运而生。
  RFID(无线射频识别)技术作为一种先进的自动识别技术,具有非接触式、高效快速、安全可靠等优点,非常适合应用于公交卡充值消费系统中。通过引入RFID技术,可以实现对公交卡的快速识别和数据读写,从而提高充值和消费的效率,提升用户体验。
  目前,基于RFID的公交卡充值消费系统已经在一些城市的公共交通系统中得到了应用。这些系统通过采用RFID技术,实现了公交卡的快速充值和消费,提高了公交服务的效率和质量。同时,这些系统还采用了先进的加密和防碰撞算法,保证了公交卡数据的安全性。

3.方案设计

  基于RFID的公交卡充值消费系统是一种新型的IC卡消费系统。本系统采用RFID技术,非接触式数据通讯,实现充值消费功能。以单片机作为微控制器,LCD显示屏幕实现人机交互界面设计,矩阵按键实现充值消费数据输入,WIFI模块完成设备联网,实现远程数据共享。

  选择STM32F103C8T6作为主控制器,RC522为RFID射频刷卡设备,LCD屏幕完成人机交互界面设计,矩阵键盘用来输入消费或者充值金额信息,WIFI设备完成联网功能,将本地数据同步至云端,LED灯指示当前系统工作状态,蜂鸣器模块在进行充值或消费时发出提示音。系统总体框图如下所示:
在这里插入图片描述
  根据系统设计要求,系统硬件选型为主控制器为最新系统板STM32F103C8T6、射频刷卡模块RC522、4*4矩阵按键、有源蜂鸣器2.4GHz ESP8266WIFI、1.4寸TFTLCD屏幕和一个电源状态指示LED灯。整体硬件原理图设计如2-1所示:
在这里插入图片描述

4.程序设计

  本系统运行流程如下:首先接通电源,完成各个模块初始化(RC522、LCD屏幕、4*4矩阵键盘、2.4G ESP8266WIFI、蜂鸣器、LED灯),初始化LCD界面,默认显示消费界面。通过WIFI连接,将设备连接到物联网平台,至此,系统初始化完成,进入系统主体。接着可通过矩阵键盘选择消费或者充值功能,输入消费或者充值金额,确认后IC靠近RC522模块即可消费或者充值完成,蜂鸣器提示操作状态,LCD屏幕显示显示IC卡信息和剩余金额。并将本次操作数据上传至云端保存。当超过30s未进行任何操作,这屏幕背光自动熄灭,系统进入待机模式。整体运行流程如3-1所示:
在这里插入图片描述

5.功能分析

  本次设计采用了PCB电路板作为载体,PCB板即印刷电路板,从一开始的原理图绘制,元原理图库绘制,然后完成封装库绘制、PCB布局,再到最后的投板制作,元器件焊接,软件编程,硬件调试。通过PCB布局可以很好的保证硬件的设备的稳定性。整体硬件实物如图4-1所示:
在这里插入图片描述
  硬件组成部分有RFID射频模块、1.4寸LCD显示屏幕、ESP8266wifi模块、主控制器STM32F103C8T6最小系统板、有源蜂鸣器、44矩阵键盘已经LED状态指示灯。设备上电完成各个硬件初始化,LCD屏幕显示系统实时时间,支持串口时间校准,时间显示如图4-2所示:
在这里插入图片描述
  时间获取成功,则整个系统初始化完成,进入主循环。接下来可通过矩阵键盘上的A、B、C、D按键切换界面。其中按键A对应消费界面,按键B对应充值界面,按键C对余额查询界面,按键D对应日志记录查询界面,按键#则回到时间显示界面,各个界面效果如下:
在这里插入图片描述
  通过按键B进入充值界面,在充值界面可通过矩阵键盘输入充值金额,设置的充值金额范围为0~999,界面效果如下:
在这里插入图片描述
  通按键D进入日志查询界面,日志消息保存格式为”时间+卡号+操作记录”方式,单个界面最多小时4条日志信息,当日志信息超过4条则可通过
和#进行上下翻页显示,界面效果如下:
在这里插入图片描述

硬件连接说明: *RC522 <----->MINISTM32 *1--SDA <----->B0 *2--SCK <----->B13 *3--MOSI<----->B15 *4--MISO<----->B14 *5--悬空 *6--GND <----->GND *7--RST <----->B1 *8--3.3V<----->3.3V *DS18B20与MINISTM32开发板的PA0要连接上 功能: (1)充值 充值的前提是要管理员先刷才能进入充值界面,本设计的程序中设定蓝色S50射频为管理员身份(如需要可设定多张管理员身份的),若不是管理员刷则进入不了充值界面,此前提限制了消费者不能随便进入充值模式,既方便了管理员对打机的管理,又增加了打机的安全性。进入了充值界面后,先由管理员输入相应的充值金额,再到消费者刷即可成功充值并显示充值后的余额。 (2)消费 进入消费界面后,管理员输入相应的消费金额,然后消费者刷消费系统先判断此是否已解锁,若是未解锁(已挂失)则消费失败返回菜单栏,若是已解锁(已解挂)则进入余额判断,若是余额足够便能成功消费并显示消费后的余额,若是余额不足则会消费失败并显示余额。 (3)查询 查询功能的作用是让消费者查询内的信息,包括:的身份、是否解锁(挂失)、姓名、学会、号、内余额。消费者拿到后需要记住自己的号,因为若是自己的不慎丢失了需要输入号和密码才能挂失和解挂。 (4)挂失/解挂 消费者进入挂失/解挂界面,输入号后按确定,再输入6位密码后按确定,接着选择挂失或者解挂,若是挂失,输入号和密码正确即可成功挂失,否则挂失失败;若是解挂,除了需要输入号和密码正确之外,还要再拿该进行号确认,就是说,消费者需要输入和刷号一致并且密码正确才能解挂成功,否则解挂失败。已挂失的是不能进行消费操作的。 操作界面图 演示视频: TJDZ-RC522射频用户使用手册资料、MINISTM32 +RFID程序见附件
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

IT_阿水

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值